تخطي إلى المحتوى

تجميع نماذج YOLOv5

📚 يشرح هذا الدليل كيفية استخدام تجميع النماذج Ultralytics YOLOv5 🚀 أثناء الاختبار والاستدلال لتحسين mAP و الاسترجاع.

من التعلم الجماعي:

النمذجة الجماعية هي عملية يتم فيها إنشاء نماذج متنوعة متعددة للتنبؤ بنتيجة، إما باستخدام العديد من خوارزميات النمذجة المختلفة أو باستخدام مجموعات بيانات التدريب المختلفة. ثم يجمع النموذج الجماعي توقع كل نموذج أساسي وينتج عنه تنبؤ نهائي واحد للبيانات غير المرئية. الدافع وراء استخدام النماذج الجماعية هو تقليل خطأ التعميم للتنبؤ. طالما أن النماذج الأساسية متنوعة ومستقلة، فإن خطأ التنبؤ بالنموذج ينخفض عند استخدام النهج الجماعي. يسعى النهج إلى حكمة الجماهير في تقديم التنبؤات. على الرغم من أن النموذج الجماعي يحتوي على نماذج أساسية متعددة داخل النموذج، إلا أنه يعمل ويؤدي وظيفته كنموذج واحد.

قبل أن تبدأ

استنساخ المستودع وتثبيت requirements.txt في بيئة Python>=3.8.0، بما في ذلك PyTorch>=1.8. يتم تنزيل النماذج و مجموعات البيانات تلقائيًا من أحدث إصدار YOLOv5.

git clone https://github.com/ultralytics/yolov5 # clone
cd yolov5
pip install -r requirements.txt # install

الاختبار بشكل طبيعي

قبل التجميع، قم بإنشاء الأداء الأساسي لنموذج واحد. يختبر هذا الأمر YOLOv5x على COCO val2017 بحجم صورة 640 بكسل. yolov5x.pt هو النموذج الأكبر والأكثر دقة المتاح. الخيارات الأخرى هي yolov5s.pt, yolov5m.pt و yolov5l.pt، أو نقطة التحقق الخاصة بك من تدريب مجموعة بيانات مخصصة ./weights/best.pt. للحصول على تفاصيل حول جميع النماذج المتاحة، راجع جدول نقاط التفتيش المدربة مسبقًا.

python val.py --weights yolov5x.pt --data coco.yaml --img 640 --half

الناتج:

val: data=./data/coco.yaml, weights=['yolov5x.pt'], batch_size=32, imgsz=640, conf_thres=0.001, iou_thres=0.65, task=val, device=, single_cls=False, augment=False, verbose=False, save_txt=False, save_conf=False, save_json=True, project=runs/val, name=exp, exist_ok=False, half=True
YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Fusing layers...
Model Summary: 476 layers, 87730285 parameters, 0 gradients

val: Scanning '../datasets/coco/val2017' images and labels...4952 found, 48 missing, 0 empty, 0 corrupted: 100% 5000/5000 [00:01<00:00, 2846.03it/s]
val: New cache created: ../datasets/coco/val2017.cache
               Class     Images     Labels          P          R     mAP@.5 mAP@.5:.95: 100% 157/157 [02:30<00:00,  1.05it/s]
                 all       5000      36335      0.746      0.626       0.68       0.49
Speed: 0.1ms pre-process, 22.4ms inference, 1.4ms NMS per image at shape (32, 3, 640, 640)  # <--- baseline speed

Evaluating pycocotools mAP... saving runs/val/exp/yolov5x_predictions.json...
...
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.504  # <--- baseline mAP
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.688
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.75      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.546
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.351
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.551
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.644
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=  1 ] = 0.382
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets= 10 ] = 0.628
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.681  # <--- baseline mAR
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.524
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.735
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.826

اختبار المجموعة

يمكن تجميع نماذج مُدرَّبة مسبقًا متعددة معًا في وقت الاختبار والاستدلال ببساطة عن طريق إلحاق نماذج إضافية بـ --weights وسيطة في أي أمر val.py أو detect.py موجود. يختبر هذا المثال مجموعة من نموذجين معًا:

  • YOLOv5x
  • YOLOv5l6
python val.py --weights yolov5x.pt yolov5l6.pt --data coco.yaml --img 640 --half

الناتج:

val: data=./data/coco.yaml, weights=['yolov5x.pt', 'yolov5l6.pt'], batch_size=32, imgsz=640, conf_thres=0.001, iou_thres=0.6, task=val, device=, single_cls=False, augment=False, verbose=False, save_txt=False, save_conf=False, save_json=True, project=runs/val, name=exp, exist_ok=False, half=True
YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Fusing layers...
Model Summary: 476 layers, 87730285 parameters, 0 gradients  # Model 1
Fusing layers...
Model Summary: 501 layers, 77218620 parameters, 0 gradients  # Model 2
Ensemble created with ['yolov5x.pt', 'yolov5l6.pt']  # Ensemble notice

val: Scanning '../datasets/coco/val2017.cache' images and labels... 4952 found, 48 missing, 0 empty, 0 corrupted: 100% 5000/5000 [00:00<00:00, 49695545.02it/s]
               Class     Images     Labels          P          R     mAP@.5 mAP@.5:.95: 100% 157/157 [03:58<00:00,  1.52s/it]
                 all       5000      36335      0.747      0.637      0.692      0.502
Speed: 0.1ms pre-process, 39.5ms inference, 2.0ms NMS per image at shape (32, 3, 640, 640)  # <--- ensemble speed

Evaluating pycocotools mAP... saving runs/val/exp3/yolov5x_predictions.json...
...
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.515  # <--- ensemble mAP
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.699
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.75      | area=   all | maxDets=100 ] = 0.557
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.356
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.563
 Average Precision  (AP) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.668
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=  1 ] = 0.387
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets= 10 ] = 0.638
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=   all | maxDets=100 ] = 0.689  # <--- ensemble mAR
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= small | maxDets=100 ] = 0.526
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area=medium | maxDets=100 ] = 0.743
 Average Recall     (AR) @[ IoU=0.50:0.95 | area= large | maxDets=100 ] = 0.844

الاستدلال الجماعي

إلحاق نماذج إضافية بـ --weights وسيطة لتشغيل الاستدلال الجماعي:

python detect.py --weights yolov5x.pt yolov5l6.pt --img 640 --source data/images

الناتج:

YOLOv5 🚀 v5.0-267-g6a3ee7c torch 1.9.0+cu102 CUDA:0 (Tesla P100-PCIE-16GB, 16280.875MB)

Fusing layers...
Model Summary: 476 layers, 87730285 parameters, 0 gradients
Fusing layers...
Model Summary: 501 layers, 77218620 parameters, 0 gradients
Ensemble created with ['yolov5x.pt', 'yolov5l6.pt']

image 1/2 /content/yolov5/data/images/bus.jpg: 640x512 4 persons, 1 bus, 1 tie, Done. (0.063s)
image 2/2 /content/yolov5/data/images/zidane.jpg: 384x640 3 persons, 2 ties, Done. (0.056s)
Results saved to runs/detect/exp2
Done. (0.223s)

نتيجة استدلال YOLO

فوائد تجميع النماذج

يوفر تجميع النماذج مع YOLOv5 العديد من المزايا:

  1. دقة محسنة: كما هو موضح في الأمثلة أعلاه، فإن تجميع نماذج متعددة يزيد من mAP من 0.504 إلى 0.515 و mAR من 0.681 إلى 0.689.
  2. تعميم أفضل: يساعد الجمع بين النماذج المتنوعة على تقليل التجاوز في التوفيق ويحسن الأداء على البيانات المتنوعة.
  3. متانة محسّنة: عادةً ما تكون التجميعات أكثر متانة للضوضاء والقيم المتطرفة في البيانات.
  4. نقاط قوة متكاملة: قد تتفوق النماذج المختلفة في اكتشاف أنواع مختلفة من الكائنات أو في ظروف بيئية مختلفة.

المفاضلة الأساسية هي زيادة وقت الاستدلال، كما هو موضح في مقاييس السرعة (22.4 مللي ثانية للنموذج الفردي مقابل 39.5 مللي ثانية للمجموعة).

متى يتم استخدام تجميع النماذج

ضع في اعتبارك استخدام تجميع النماذج في هذه السيناريوهات:

  • عندما تكون الدقة أكثر أهمية من سرعة الاستدلال
  • بالنسبة للتطبيقات الهامة حيث يجب تقليل النتائج السلبية الكاذبة
  • عند معالجة الصور الصعبة ذات الإضاءة المتغيرة أو الانسداد أو المقياس
  • خلال المسابقات أو القياسات المعيارية حيث تكون هناك حاجة إلى أقصى أداء.

بالنسبة للتطبيقات في الوقت الفعلي ذات متطلبات زمن الوصول الصارمة، قد يكون استنتاج النموذج الفردي أكثر ملاءمة.

البيئات المدعومة

توفر Ultralytics مجموعة من البيئات الجاهزة للاستخدام، كل منها مثبت مسبقًا بالتبعيات الأساسية مثل CUDA و CUDNN و Python و PyTorch، لبدء مشاريعك.

حالة المشروع

YOLOv5 CI

تشير هذه الشارة إلى أن جميع اختبارات التكامل المستمر (CI) لـ YOLOv5 GitHub Actions قد اجتازت بنجاح. تتحقق اختبارات CI هذه بدقة من وظائف وأداء YOLOv5 عبر مختلف الجوانب الرئيسية: التدريب، التحقق، الاستدلال، التصدير، و المعايير. وهي تضمن تشغيلًا متسقًا وموثوقًا على أنظمة macOS و Windows و Ubuntu، مع إجراء الاختبارات كل 24 ساعة وعند كل commit جديد.



📅 تم إنشاؤه منذ سنة واحدة ✏️ تم التحديث منذ شهر واحد

تعليقات